水電站自動發電控制系統應用及設計分析

譚志剛

【摘要】本文結合了水電站自動發電控制系統的目標和原理，從而明確當前我國水電站比較常用的水電站自動發電控制技術，并且提出水電站自動發電控制技術未來的發展建議，促進我國水電站自動發電控制系統的發展。

【關鍵詞】水電站；自動發電控制系統；應用

針對當前我國水電站自動發電控制系統的運行情況，還是處于探索階段，再加上自動發電控制技術緊密關系到電站的實際情況，因此需要統一相關的技術要求和規范，不斷加強技術的引進，更加深入的研發自主技術。

1、自動發電控制的設計目標和設計原理

1.1自動發電控制目標

實施自動發電控制，就是對于機組的出力給予嚴格的控制，保證系統頻率和區域間的凈交換律保持在計劃值當中，以此為基礎，保證系統運行的經濟性。通過自動發電控制，系統頻率需要始終保持在誤差范圍當中。我國電力行業具有明確的標注規定：系統頻率要保持在50Hz左右，如果電力系統的裝機容量在3000MW以上，，那么系統高頻率偏差就要保持在±0.1Hz之間。如果在3000MW以下，那么電力系統頻率偏差就要保持在±0.2左右。因為頻率偏移可能會導致電鐘出現誤差，但是需要注意的是累積值不能要保持在±5s之間，如果超過了5s，那么就要進行手動矯正。

1.2自動發電控制的原理

自動發電控制系統屬于閉環控制系統，一層就是負荷分配回路，獲取實時測量的數據，利用AGC程序建立系統調節功率，以機組的實測功率和系統的調節功率為基礎，以經濟分配原則為基礎，分配到各個不同的機組，計算各個電廠的實際控制命令，隨后再送到機組調功裝置。另一層就是有關各個機組的控制回路，對于機組出力進行調節，并且對于AGC的控制命令給予跟蹤，從而可以實現AGC的實際控制目的。

2、水電站自動發電控制系統的應用技術

2.1水輪機組合效率曲線

如果水電站裝置了相同的機組，那么可以利用水輪機組合效率曲線交點方式，明確最佳運行的機組數。以制造廠的水輪機模型特性曲線為基礎，明確各種水頭的不同運行機組的效率曲線。實測水輪機效率曲線比較好，但是只能在具備相同機組的水電站當中進行利用，如果水電站的機組屬于不同的型號，那么各個機組的動力特性具有比較大差異，就無法利用這種方法。

2.2功率反饋法

在實際運行過程中，將各個臺機組的處理或者起停進行進行調整，保證每個機組都在水輪機效率曲線的最高點附近運行。以當前水頭為基礎，計算出最高效率，明確各個臺機組在發功率的過程與之對應的效率。以水輪機運行特性曲線為基礎，進行實際換算，并不是一種實測效率。對于各臺機組效率和最高效率的差距進行計算，如果超過了1%，那么將機組的出力進行調整。如果通過調整也無法得到滿足，那么就要結合實際發功率的對應的功率，從而明確機組的停運增開和停運。這種方法的算法比較簡單，但是如果電廠的的機組型號不同，那么因為功率反饋法無法明確最佳的運行機組組合。不斷調整機組效率才可以明確最佳運行機組數和組合，需要花費比較長的時間，無法在計劃性的計算當中進行利用，因此這種方法具有一定的限制。

2.3動態規劃法

通過多階段決策，可以劃分過程成為若干個階段，每個階段都要做出決策，確定了每個階段的決策之后，對于下個階段的決策也會有所影響，從而直接影響到整個過程的活動路線。每個階段的決策通常不是只有一個，因此可以生成很多策略進行選擇。每個策略的活動效果都是不同的，可以利用數量衡量這個效果。利用不同的策略獲得的效果也是不同的，這就需要在這些策略當中選擇最優策略。爭取在預定的標準下獲得最佳的效果。在水電站的自動發電控制當中利用動態規劃法，不同的機組數可以看作是不同的階段，以簡單的階段為基礎，從而若將每個階段的最佳運行狀態逐個計算出來，前一段的實際運算結果就是下一個階段的計算條件，這樣可以將各臺機組的應發功率計算出來。利用動態規劃法，可以在電廠的不同機組當中進行利用，可以同時確定機組的運行情況，也可以明確各個而運行機組的實際功率。但是動態規劃法的動作量比較大，如果電廠安裝機組比較多，那么就不適用動態規劃法，通過這種方法可以明確運行機組的臺號，但是無法全面的考慮到安全因素，在實際運行的過程中需要結合其他方法聯合應用，需要得到有效的改進。

結束語：

本文主要對于水電站自動發電控制系統應用及設計進行全面的論述，從而進一步研發了相關的技術，有利于我國水電站自動發電控制系統更好的發展，發揮出自身的優勢。

參考文獻：

[1]周二保. 水電站PLC廠用電自動切換控制系統的設計與應用[J]. 水電自動化與大壩監測，20103，（05）：22-24+31.

[2]. 為水電站的安全、可靠、高效運行夯實基礎——魏德米勒一體化電氣聯接解決方案在錦屏水電站1、2級項目中的應用[J]. 國內外機電一體化技術，2013，16（S1）：52-53.

[3]程春田，廖勝利，武新宇，張世欽. 面向省級電網的跨流域水電站群發電優化調度系統的關鍵技術實現[J]. 水利學報，2010，41（04）：477-482.

[4]余添李. 計算機監控系統自動發電控制功能擴展應用研究[J]. 云南電業，2012（08）：41-42.